کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10690553 1019255 2014 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Improving the air coupling of bulk piezoelectric transducers with wedges of power-law profiles: A numerical study
ترجمه فارسی عنوان
بهبود اتصالات هوا مبدل های پیزوالکتریک فله با گوه های پروفایل قدرت قانون: یک مطالعه عددی
کلمات کلیدی
مبدلهای پیزوالکتریک، اولتراسوند هوایی همراه، تعامل سازه آکوستیک، تجزیه و تحلیل عنصر محدود، آکوستیک معکوس زمان،
ترجمه چکیده
یک مبدل اولتراسونیک همراه با هوا بوسیله پیوند یک عنصر پیزوالکتریک بر روی سطح یک صفحه ضخیم با یک گوه از مشخصات قدرت قانون ایجاد می شود. گوه برای بهبود بهره وری تابش اولتراسونیک استفاده می شود. مشخصات قدرت قانون یک انتقال صاف و امپدانس مناسب برای انرژی مکانیکی را که از ورق ضخیم به هوا منتقل می شود، از طریق امواج انعطاف پذیری بزرگ که در نازک ترین منطقه گوه دیده می شود، فراهم می کند. عملکرد مبدل پیشنهادی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و در مقایسه با طرح طراحی شده است که در آن عنصر پیزوالکتریک جدا شده و در آن به یک صفحه نازک از ضخامت یکنواخت وصل شده است. تجزیه و تحلیل عددی ابتدا بر روی تابش فرکانس آزاد از مبدل تمرکز می کند. سپس، آزمایشهای معکوس زمان با قرار دادن مبدل درون حفره شکل دلخواه با برخی از مرزهای کاملا بازتابی شبیه سازی می شوند. علاوه بر آینه های معکوس زمان، مفهوم پیشنهادی می تواند در طراحی آرایه های فازی و آرایه های پارامتری ترکیب شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم آکوستیک و فرا صوت
پیش نمایش مقاله
بهبود اتصالات هوا مبدل های پیزوالکتریک فله با گوه های پروفایل قدرت قانون: یک مطالعه عددی
چکیده انگلیسی
An air-coupled ultrasonic transducer is created by bonding a bulk piezoelectric element onto the surface of a thick plate with a wedge of power-law profile. The wedge is used to improve the ultrasonic radiation efficiency. The power-law profile provides a smooth, impedance-matching transition for the mechanical energy to be transferred from the thick plate to the air, through the large-amplitude flexural waves observed in the thinnest region of the wedge. The performance of the proposed transducer is examined numerically and compared to that of a design where the piezoelectric element is isolated and where it is affixed to a thin plate of uniform thickness. The numerical analysis is first focused on the free-field radiation of the transducers. Then, time-reversal experiments are simulated by placing the transducers inside a cavity of arbitrary shape with some perfectly reflecting boundaries. In addition to time-reversal mirrors, the proposed concept could be integrated in the design of phased arrays and parametric arrays.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ultrasonics - Volume 54, Issue 5, July 2014, Pages 1409-1416
نویسندگان
, , , ,